Θεφδσξνο Νηνχζθαο

Ζιεθηξνιφγνο Μεραληθφο & Μεραληθφο Υπνινγηζηψλ ΔΜΠ

Οξηζκφο – Πιενλεθηήκαηα – Μεηνλεθηήκαηα

Καηεγνξηνπνίεζε

Σηξψκα Μεηαθνξάο

Σηξψκα Γξνκνιφγεζεο

Σηξψκα Εεχμεο Γεδνκέλσλ & Φπζηθφ Σηξψκα

Σπλδεζηκφηεηα δηθηχσλ ad hoc

Ad hoc & MIMO

Πξφθεηηαη γηα αζχξκαηα δίθηπα πνπ απνηεινχληαη απφ ζπζθεπέο νη νπνίεο επηθνηλσλνχλ ρξεζηκνπνηψληαο αζχξκαην θπζηθφ κέζν

Φαξαθηεξηζηηθφ ηνπο γλψξηζκα είλαη ε δπλαηφηεηα αλάπηπμεο ηνπ δηθηχνπ ρσξίο πξνυπάξρνπζα δηθηπαθή ππνδνκή

Ζ εχθνιε εγθαηάζηαζε απηνχ ηνπ είδνπο ησλ δηθηχσλ έρεη πξνζειθχζεη ην ελδηαθέξνλ ηεο αθαδεκατθήο θνηλφηεηαο θαζψο παξνπζηάδεηαη εχθνιε ε δηαζχλδεζή ηνπο κε εηεξνγελή δίθηπα θαη αξρηηεθηνληθέο 4G

Δίλαη θαηαλεκεκέλα (distributed) δειαδή δελ

απαηηνχλ θεληξηθή δηαρείξηζε

Παξνπζηάδνπλ εχθνιε αλάπηπμε

Φαξαθηεξίδνληαη σο απην-νξγαλνχκελα (self-organized) θαη απην-ξπζκηδφκελα (self-regulated)

Δίλαη εχθνιε ε επέθηαζή ηνπο (scalable)

Γε δηαζέηνπλ θπςέιεο φπσο ηα δίθηπα θηλεηήο

ηειεθσλίαο άξα ην δίθηπν είλαη απινχζηεξν σο

πξνο ηε δνκή

Έρνπλ πεξηνξηζκέλν εχξνο δψλεο θαη επνκέλσο δελ

είλαη δπλαηή ζε πνιιέο πεξηπηψζεηο ε επίηεπμε

κεγάισλ ηαρπηήησλ (low throughput)

Τα απνζέκαηα κλήκεο θαη ελέξγεηαο είλαη δεδνκέλα

γηα θάζε θφκβν

Υπάξρνπλ πξνβιήκαηα παξεκβνιψλ πνπ

πξνέξρνληαη θπξίσο απφ ηελ θηλεηηθφηεηα ησλ

ρξεζηψλ. Απηφ ζπκβαίλεη επεηδή δελ είλαη πάληα

γλσζηή ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ εμαηηίαο ηεο

εηζαγσγήο θαζπζηέξεζεο θαηά ηε κεηάδνζε

Κηλεηά Γίθηπα Ad hoc (MANETs - Mobile Ad hoc NETworks) ηα νπνία ζπλαληψληαη απιά θαη

σο Ad hoc

Αζχξκαηα Γίθηπα Πιέγκαηνο (WMNs – Wireless Mesh Networks)

Αζχξκαηα Γίθηπα Αηζζεηήξσλ (WSNs –Wireless Sensor Networks)

Κάζε ζπζθεπή είλαη ειεχζεξε λα θηλεζεί ζε νπνηαδήπνηε θαηεχζπλζε κε απνηέιεζκα λα αιιάδεη ζπρλά ε ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ. Οη ζπζθεπέο κπνξεί λα δηαδξακαηίδνπλ θαη ην ξφιν αλακεηαδνηψλ (relays) θαη λα κελ απνηεινχλ κφλν ηνλ πξννξηζκφ ηεο πιεξνθνξίαο

Καηεγνξίεο MANETs Γίθηπα Ad hoc γηα Ορήκαηα (VANETs – Vehicular Ad hoc

NETworks)

Δπθπή Γίθηπα Ad hoc γηα Ορήκαηα (InVANETs – Intelligent VANETs)

Κηλεηά Γίθηπα Ad hoc βαζηζκέλα ζην Γηαδίθηπν ( iMANETs –Internet based MANETs)

Δθαξκνγέο απηψλ ησλ δηθηχσλ βξίζθνπκε ζηα πξφηππα IEEE: 802.11 (WiFi), 802.15.1 (Bluetooth), 802.11p (InVANETs)

Πξφθεηηαη γηα δίθηπα πνπ ρξεζηκνπνηνχλ θαηαλεκεκέλε δνκή φπσο θαη ηα δίθηπα ad hoc φκσο θάπνηα δηαθέξνπλ ζην γεγνλφο φηη δηαζέηνπλ δξνκνινγεηέο πιέγκαηνο (mesh routers) θαη πνιιέο θνξέο δεν είλαη πιήξσο θαηαλεκεκέλα

Καηεγνξίεο WMNs Αζχξκαηα Γίθηπα Πιέγκαηνο κε δνκή (Infrastructure wireless

mesh networks)

Αζύρμαηα Δίκησα Πλέγμαηος με τρήζηες (Client wireless mesh networks)

Υβξηδηθά Αζχξκαηα Γίθηπα Πιέγκαηνο (Hybrid wireless mesh networks)

Δθαξκνγέο απηψλ ησλ δηθηχσλ βξίζθνπκε ζηα πξφηππα IEEE: 802.11, 802.11s (WMNs - VoIP), 802.15.4 (ZigBee), 802.16 (WiMax)

Απνηεινχληαη απφ δηαζθνξπηζκέλνπο θφκβνπο-αηζζεηήξεο νη νπνίνη

δηεμάγνπλ κεηξήζεηο γηα ηε ζεξκνθξαζία, ηνλ ήρν, ηελ πίεζε, ηελ

θαηαγξαθή ηεο θίλεζεο

Σπλήζσο έρνπλ έλα θφκβν-πχιε (gateway sensor node)

Βξίζθνπλ εθαξκνγέο ζην πεξηβάιινλ, ζηελ ηαηξηθή, ζην ζηξαηφ

…γεληθά φκσο είλαη πνιχ απιά δίθηπα θαηαζθεπαζκέλα γηα κεηξήζεηο

κε απνηέιεζκα λα παξνπζηάδνπλ ρακειή θαηαλάισζε ηζρχνο θαη

επνκέλσο δελ κπνξνχλ λα αμηνπνηεζνχλ γηα απαηηεηηθέο εθαξκνγέο

Γίθηπα Σψκαηνο (BANs – Body Area Networks)Δκβέιεηα πεξίπνπ 2 m

Πξνζσπηθά Γίθηπα (PANs – Personal Area Networks)

Δκβέιεηα πεξίπνπ 10 m

Αζχξκαηα Τνπηθά Γίθηπα (WLANs – Wireless Local Area Networks)

Δκβέιεηα εθαηνληάδσλ κέηξσλ

Υπάξρνπζα ηερλνινγία πνπ αλήθεη ζηα BANs θαη ζηα

PANs είλαη ην Bluetooth (IEEE 802.15.1) θαη ην ZigBee

(802.15.4) ελψ ζηα WLANs αλήθεη ε νηθνγέλεηα πξσηνθφιισλ

IEEE 802.11

Σε ζηξαηησηηθέο εθαξκνγέο

Σηελ επηθνηλσλία ησλ ζηξαηησηψλ, ζηα ηαλθο θαη ζηα αεξνπιάλα

Σε θαηαζηάζεηο έθηαθηεο αλάγθεο

Σε πεξηπηψζεηο απνθαηάζηαζεο θαηαζηξνθψλ, ζε έξεπλεο δηάζσζεο επηδψλησλ, ζηελ επηθνηλσλία ηεο αζηπλνκίαο

Σε θαζεκεξηλέο δξαζηεξηφηεηεο

Σε δηαζθέςεηο, ζηα ηαμί, ζε αζιεηηθέο δξαζηεξηφηεηεο, ζε πινία θαη αεξνπιάλα

Σε εθαξκνγέο ηεο βηνινγίαο θαζψο θαη ζηε κειέηε θαη ζηνλ έιεγρν ηνπ πεξηβάιινληνο

Σηξψκα Δθαξκνγήο – Application Layer

Σηξψκα Μεηαθνξάο – Transport Layer

Σηξψκα Γξνκνιφγεζεο – Routing Layer

Σηξψκα Εεχμεο Γεδνκέλσλ – Data Link Layer &Φπζηθφ Σηξψκα – Physical Layer

Σηα ελζχξκαηα δίθηπα ην TCP (Transmission Control Protocol) είλαη ην πην δηαδεδνκέλν πξσηφθνιιν κεηαθνξάο ιφγσ ηεο αμηνπηζηίαο πνπ πξνζθέξεη

Όκσο ζηα δίθηπα ad hoc πξνθχπηνπλ δηακάρεο ζην κέζν πξφζβαζεο αλάκεζα ζε γεηηνληθά άικαηα (hops) θαζψο θαη αζηνρίεο ζηε δξνκνιφγεζε εμαηηίαο ηεο θηλεηηθφηεηαο (mobility)

Γηα ηελ άκβιπλζε ησλ πξνβιεκάησλ απηψλ θαη ηελ επίηεπμε κεγαιχηεξεο αμηνπηζηίαο έρνπλ πξνηαζεί εμειηγκέλεο εθδφζεηο ηνπ TCP, φπσο ην fast TCP

Καιχηεξα επίπεδα αμηνπηζηίαο φκσο ζα πξνζδψζεη ζην δίθηπν ε επίιπζε ησλ πξνβιεκάησλ ζε ρακειφηεξα ζηξψκαηα ιφγσ ηεο έληνλεο παξνπζίαο θηλεηηθφηεηαο

Πξσηφθνιια Γξνκνιφγεζεο Μνλήο Δθπνκπήο

(Unicast Routing Protocols)

Πξνιεπηηθά (proactive) , Αληηδξαζηηθά (reactive) ή

Υβξηδηθά (Hybrid)

Βαζηζκέλα ζηε ζέζε ή φρη (Location-based ή non Location-based)

Πξσηφθνιια Γξνκνιφγεζεο Πνιιαπιήο Δθπνκπήο

(Multicast Routing Protocols)

Σρεδφλ φια ηα ζχγρξνλα πξσηφθνιια

ρξεζηκνπνηνχλ πιεκκχξα ησλ παθέησλ ειέγρνπ γηα

ηελ εχξεζε ηεο δηαδξνκήο απνζηνιήο ησλ

δεδνκέλσλ (flooding of control packets)

Απηφ ζπκβαίλεη ιφγσ ηεο κηθξήο επηβάξπλζεο πνπ

πξνθαινχλ ζην δίθηπν ηα παθέηα ειέγρνπ ζε ζρέζε

κε ην κεγάιν φγθν δεδνκέλσλ

Τα proactive ελεκεξψλνπλ ηνπο θφκβνπο πεξηνδηθά γηα ηηο δηαζέζηκεο δηαδξνκέο θαη σο επί ην πιείζηνλ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηα ζηαζεξά δίθηπα. Γελ ελδείθλπληαη γηα ηα MANETs ιφγσ ηεο ππεξθφξησζεο ησλ θφκβσλ κε πιεξνθνξίεο δξνκνιφγεζεο αθφκε θαη φηαλ δελ απαηηνχληαη γηα ηε κεηάδνζε παθέησλ

Τα reactive είλαη πνιχ δηαδεδνκέλα ζηα δίθηπα ad hoc θαζψο ε πιεξνθνξία δξνκνιφγεζεο κεηαδίδεηαη κφλνλ φηαλ ‘‘απαηηείηαη’’ γηα επηθνηλσλία 2 θφκβσλ γηα απηφ θαινχληαη θαη on-demand. Δπξέσο ρξεζηκνπνηνχκελα reactive πξσηφθνιια είλαη: AODV (Ad hoc On-demand Distance Vector) DSR (Dynamic Source Routing)

Φξεζηκνπνηεί πιεκκχξα γηα ηελ εθπνκπή ησλ

RREQs (Route REQuests) κε ζθνπφ ηελ εχξεζε

ησλ δηαδξνκψλ. Ο θφκβνο-πξννξηζκφο (ή θάπνηνο

ελδηάκεζνο θφκβνο πνπ ηνλ γλσξίδεη) απαληά κε

RREP (Route REPlay)

Οη θφκβνη δηαηεξνχλ πίλαθεο δξνκνιφγεζεο

(routing tables) αιιά κφλνλ φηαλ νη ηειεπηαίνη

απαηηνχληαη γηα επηθνηλσλία κεηαμχ ησλ θφκβσλ

Μεηά ηελ εχξεζε ηεο δηαδξνκήο μεθηλά ε απνζηνιή

παθέησλ

Σε απηφ ην πξσηφθνιιν ν θφκβνο-πεγή εθθηλεί κηα

αλαδήηεζε δηαδξνκήο (Route Discovery)

Πξνθαιείηαη πιεκκχξα παθέησλ αλαδήηεζεο

δηαδξνκήο (RREQs) ζηα νπνία θάζε θφκβνο

πξνζαξηά ην αλαγλσξηζηηθφ ηνπ θαη έπεηηα ηα

πξνσζεί

Ο θφκβνο-πξννξηζκφο απαληά κε RREP

Γηαηεξνχλ ηηο απαηηνχκελεο δηαδξνκέο δπλακηθά

Γελ επηβαξχλνπλ ην δίθηπν κε κεγάιν φγθν δεδνκέλσλ

Δίλαη ζρεηηθά εχθνιε ε απνθπγή βξφρσλ θαηά ηε δξνκνιφγεζε

Γελ παξνπζηάδνπλ ηδηαίηεξεο απαηηήζεηο ζε ηζρχ

…φκσο δε δηαθξίλνληαη γηα ηελ επεθηαζηκφηεηά ηνπο (low scalability) ζε δίθηπα φπνπ ζπληειείηαη ηαρεία πξνζζήθε λέσλ θφκβσλ

Δίλαη νπζηαζηηθά ν ζπλδπαζκφο proactive θαη

reactive πξσηνθφιισλ. Κπξηφηεξνο εθπξφζσπφο

ηνπο είλαη ην πξσηφθνιιν δξνκνιφγεζεο δψλεο

(ZRP – Zone Routing Protocol)

Σην ZRP δεκηνπξγνχληαη δψλεο πνπ έρνπλ σο

θέληξα ηνπο θφκβνπο ηνπ δηθηχνπ

Ζ δξνκνιφγεζε κέζα ζε κηα δψλε γίλεηαη κε βάζε

ην proactive πξσηφθνιιν ελψ κεηαμχ ησλ δσλψλ

κε βάζε ην reactive

Τα location-based πξσηφθνιια ρξεηάδνληαη

πιεξνθνξίεο γηα ηε θπζηθή ζέζε ησλ θφκβσλ ή ηε

ζρεηηθή ηνπο ζέζε ζε ζρέζε κε ηνπο γεηηνληθνχο

θφκβνπο. Γηα ην ιφγν απηφ ρξεζηκνπνηείηαη ην GPS (Global Positioning System) κε απνηέιεζκα ηελ

θαηαλάισζε πφξσλ κλήκεο θαη ελέξγεηαο

Τα non location-based πξσηφθνιια απαηηνχλ νη

θφκβνη λα γλσξίδνπλ αλ νη ζπλδέζεηο είλαη ελεξγέο

θάηη πνπ κεηψλεη ηηο απαηηήζεηο ζε ηζρχ θαη κλήκε.

Φαξαθηεξηζηηθά παξαδείγκαηα νη AODV θαη DSR

Βαζηζκέλα ζε ηνπνινγία δέλδξνπ (tree-based)

MAODV (Multicast AODV)

Βαζηζκέλα ζε ηνπνινγία πιέγκαηνο (mesh-based)

ODMRP (On-Demand Multicast Routing Protocol)

Ζ επηινγή αιγνξίζκνπ δξνκνιφγεζεο δελ είλαη

εχθνιε θαζψο πξέπεη λα ιακβάλνληαη ππφςε θαη ηα

απνζέκαηα ελέξγεηαο πνπ έρεη θάζε θφκβνο

Τα απνζέκαηα ελέξγεηαο εμαξηψληαη ηφζν απφ ηηο

απαηηήζεηο γηα δξνκνιφγεζε πνπ έρεη έλα δίθηπν

φζν θαη απφ ηελ ηζρχ εθπνκπήο θάζε θφκβνπ

Γηα ην ιφγν απηφ πξέπεη λα ππάξρεη ζπγθεξαζκφο

(trade-off) κεηαμχ ηνπ αξηζκνχ ησλ αικάησλ

(hops) πνπ δηαζέηεη έλα δίθηπν θαη ηεο ηζρχνο

εθπνκπήο πνπ έρνπλ νη θφκβνη

Σηα δίθηπα ad hoc δελ ππάξρεη ζαθήο δηαρσξηζκφο ησλ 2 ζηξσκάησλ ιφγσ θαη

ηεο θηλεηηθφηεηαο ησλ θφκβσλ-ρξεζηψλ

Απνηεινχλ ην θχξην πεδίν έξεπλαο θαζψο βαζηθή πξνυπφζεζε είλαη ε επίηεπμε

ζπλδεζηκφηεηαο κεηαμχ ησλ θφκβσλ θαη χζηεξα ε αμηνπηζηία θαη ν ξπζκφο

κεηάδνζεο πάλσ ζηηο δεχμεηο

Λακβάλεηαη ζπλήζσο σο παξαδνρή φηη ε θαηαλνκή ησλ θφκβσλ αθνινπζεί ηελ

θαηαλνκή Poisson (PPP – Poisson Point Process) γηα ηελ απινχζηεξε κειέηε

ηεο ζπλδεζηκφηεηαο. Βέβαηα γίλεηαη θαλεξφ φηη έρνπλ ακειεζεί ηπρφλ εκπφδηα ηα

νπνία πηζαλψο αιιάδνπλ ηελ ηνπνινγία ηνπ δηθηχνπ.

Θεσξείηαη επίζεο φηη ζηελ ηδαληθή πεξίπησζε φινη νη θφκβνη έρνπλ ηελ ίδηα

εκβέιεηα (ίδηα κέγηζηε ηζρχ εθπνκπήο πνπ ππνδειψλεηαη κε ίζε αθηίλα θχθινπ)

θαη ζε ζπλδπαζκφ κε ηελ χπαξμε ηερληθψλ γηα κείσζε ηνπ ζνξχβνπ (noise cancellation) πξνθχπηεη φηη ηο βαζικό πρόβλημα ζηα δίκησα ad hoc είναι οι

παρεμβολές και ότι ο θερμικός θόρσβος

Αλ ρξεζηκνπνηεζεί ζην MAC (Medium Access Control) ζρήκα πξφζβαζεο CDMA θαη ππνηεζεί φηη ε ππθλφηεηα ησλ θφκβσλ ι είλαη ζηαζεξή ηφηε γηα ηε ζχλδεζε ησλ θφκβσλ i,j αξθεί

(1)

φπνπ Pi είλαη ε ηζρχο ηνπ θφκβνπ i, L() ε ζπλάξηεζε εμαζζέλεζεο

ζην αζχξκαην κέζν, xi θαη xj νη ζέζεηο ησλ θφκβσλ, N0 ν ζεξκηθφο

ζφξπβνο, γ ν ζπληειεζηήο πνπ ππνδειψλεη ηηο παξεκβνιέο νη νπνίεο

πξνέξρνληαη αζξνηζηηθά απφ φινπο ηνπο άιινπο θφκβνπο εθηφο ησλ

i,j. Τέινο κε β ζπκβνιίδνπκε ην ιφγν ηνπ ζήκαηνο πξνο ην ζφξπβν

θαη ηηο παξεκβνιέο (SNIR – Signal to Noise plus Interference Ratio)

0

,

( )

( )

i i j

k k j

k i j

PL x x

N P L x x

Οκνίσο γηα λα ζπλδεζνχλ νη θφκβνη j,i ζα πξέπεη

(2)

Ζ ηθαλνπνίεζε ησλ ζπλζεθψλ (1) θαη (2) εμαζθαιίδεη ηελ απεπζείαο ζχλδεζε ησλ 2 θφκβσλ.

Απφ ηα πξνεγνχκελα γίλεηαη θαλεξφ φηη επιδιώκονηαι όζο ηο δσναηόν λιγόηερες παρεμβολές δηλαδή μικρόηερο γ

0

,

( )

( )

j j i

k k i

k i j

P L x x

N P L x x

Μηα ηερληθή επίηεπμεο κηθξφηεξεο ηηκήο γηα ην ζπληειεζηή γ ησλ

παξεκβνιψλ είλαη ε αληηθαηάζηαζε ηνπ ζρήκαηνο πξφζβαζεο

CDMA (Code Division Multiple Access).

Ζ αιιαγή κπνξεί λα αηηηνινγεζεί θαη απφ ηε δπζθνιία

ζπγρξνληζκνχ ησλ θφκβσλ ζην CDMA εμαηηίαο ηεο

θηλεηηθφηεηάο ηνπο. Δπίζεο φινη νη θφκβνη εθπέκπνπλ ηαπηφρξνλα

αλαδεηψληαο νξζνγψληνπο θψδηθεο φκσο κε ηελ αχμεζε ησλ

ρξεζηψλ ε εχξεζε ησλ θσδίθσλ απηψλ δπζρεξαίλεηαη

Σηε ζέζε ηνπ κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί ην TDMA (Time Division Multiple Access) ην νπνίν επηηξέπεη ζηνπο θφκβνπο λα

εθπέκπνπλ κφλν θαηά ηελ η-νζηή ρξνληθή ζπξίδα φπνπ

ηє{1,..,n=αξηζκφο θφκβσλ} ελψ ιακβάλνπλ νπνηαδήπνηε ζηηγκή

Ωο απνηέιεζκα απηήο ηεο ηερληθήο έρνπκε πεξίπνπ ηε δηαίξεζε

ηνπ ζπληειεζηή γ κε ην n (γ΄≈ γ/n) θαη επνκέλσο ηε κείσζε ησλ

παξεκβνιψλ κε ηίκεκα ελδερνκέλσο ηε μείωζη ηοσ ρσθμού

μεηάδοζης

Τα δίθηπα (πεξηνρέο) φπνπ θαηαλέκνληαη νη θφκβνη κπνξνχλ λα ρσξηζηνχλ ζε 2 θαηεγνξίεο: Ππθλά (Dense) Δθηεηακέλα (Extended)

Ππθλφ δίθηπν νλνκάδεηαη εθείλν ζην νπνίν ε πεξηνρή θαηαλνκήο ησλ θφκβσλ παξακέλεη ζηαζεξή ελψ ν αξηζκφο ησλ θφκβσλ ηείλεη ζην άπεηξν

Δθηεηακέλν δίθηπν είλαη απηφ ζην νπνίν ε πεξηνρή θαηαλνκήο ησλ θφκβσλ ηείλεη ζην άπεηξν ελψ γηα θάπνηνλ θφκβν ν αξηζκφο ησλ γεηηνληθψλ ηνπ θφκβσλ παξακέλεη ζηαζεξφο

Πιήξεο ζπλδεζηκφηεηα (full connectivity) ζε έλα ππθλφ δίθηπν επηηπγράλεηαη φηαλ φινη νη θφκβνη κπνξνχλ λα επηθνηλσλήζνπλ κεηαμχ ηνπο

Σηελ πεξίπησζε ησλ εθηεηακέλσλ δηθηχσλ δελ είλαη εθηθηφ λα επηηεπρζεί πιήξεο ζπλδεζηκφηεηα. Απηφ ζπκβαίλεη ιφγσ ηεο πηζαλήο απνκφλσζεο αξθεηψλ θφκβσλ. Γη απηφ εηζάγεηαη ε έλλνηα ησλ πεξηνρψλ ζπλδεζηκφηεηαο (percolation) πνπ επηηπγράλεηαη φηαλ εμαζθαιηζζεί ε χπαξμε ηνπιάρηζηνλ ελφο ζπκπιέγκαηνο (cluster) πνπ πεξηέρεη ηδαληθά άπεηξν αξηζκφ ζπλδεδεκέλσλ θφκβσλ.

Απφ ηα πξνεγνχκελα γίλεηαη ζαθέο πσο ν φξνο γηα ηηο πεξηνρέο ζπλδεζηκφηεηαο (percolation) είλαη αζζελέζηεξνο ηεο πιήξνπο ζπλδεζηκφηεηαο (full connectivity) φπνπ φινη νη θφκβνη επηθνηλσλνχλ κεηαμχ ηνπο είηε απεπζείαο είηε κέζσ ελδηάκεζσλ θφκβσλ

Δπηπιένλ είλαη αδχλαην λα ππάξρεη πνιχ κεγάινο αξηζκφο θφκβσλ ζε κηα δεδνκέλε πεξηνρή εμαηηίαο ηεο παξνπζίαο παξεκβνιψλ

εμαηξείηαη ε πεξίπησζε ρξεζηκνπνίεζεο ζρήκαηνο πξφζβαζεο TDMA

Ωο απνηέιεζκα ησλ πξνεγνπκέλσλ πξέπεη λα

ππάξμεη ζπγθεξαζκφο (trade-off) κεηαμχ ηεο

ππθλφηεηαο ησλ θφκβσλ-ρξεζηψλ ι θαη ηνπ

θαησθιίνπ ησλ πεξηνρψλ ζπλδεζηκφηεηαο γth

(percolation threshold)

Γίλεηαη ινηπφλ άκεζα θαηαλνεηφ πσο φζν

απμάλεηαη ε ππθλφηεηα ησλ θφκβσλ ι κεηψλεηαη ην

θαηψθιη ζπλδεζηκφηεηαο γth εμαηηίαο ησλ

παξεκβνιψλ

Αο ζεσξεζεί κηα πεξηνρή φπνπ νη θφκβνη-ρξήζηεο είλαη νκνηφκνξθα θαη αλεμάξηεηα θαηαλεκεκέλνη θαηά ηπραίν ηξφπν. Τφηε αλ ε ππθλφηεηα θαηαλνκήο ησλ θφκβσλ λ είλαη πνιχ κηθξή δελ πθίζηαηαη ε έλλνηα ηεο ζπλδεζηκφηεηαο

Πξνζζέηνληαο θφκβνπο ην δίθηπν απνθηά ζε θάπνην πνζνζηφ ζπλδεζηκφηεηα νπφηε θάπνηα ζηηγκή ε ππθλφηεηα ζα μεπεξάζεη κηα θξίζηκε ηηκή λc (critical density)

Πάλσ απφ απηή ηελ ηηκή επηηπγράλεηαη ζπλδεζηκφηεηα ζε κεγάιν βαζκφ θαζψο δεκηνπξγείηαη έλα ζχκπιεγκα πνπ πεξηέρεη κεγάιν πνζνζηφ ησλ θφκβσλ. Ζ φιε δηαδηθαζία πεξηγξάθεηαη σο κεηάβαζε θάζεο (phase transition)

Αλ ε ππθλφηεηα ησλ θφκβσλ έρεη ηηκή κηθξφηεξε απφ ηελ θξίζηκε

(ι< λc) ηφηε αλαθεξφκαζηε ζηελ ππν-θξίζηκε θάζε (subcritical phase)

Σηελ πεξίπησζε πνπ ι> λc θαη γ< γth αλαθεξφκαζηε ζηελ ππεξ-θξίζηκε

θάζε (supercritical phase)

Ωο παξάδεηγκα πξνζνκνίσζεο παξαηίζεηαη ην δηάγξακκα απφ ηελ

εξγαζία ησλ Dousse, Baccelli θαη Thiran

Τν δεηνχκελν ινηπφλ είλαη λα απμεζεί ην θαηψθιη

ζπλδεζηκφηεηαο ρσξίο λα ‘‘ππνθέξεη’’ ε δεχμε απφ

κεγάιεο έθηαζεο παξεκβνιέο

Πξνο απηή ηελ θαηεχζπλζε κπνξεί λα απνηειέζεη

αξσγφ ην ζχζηεκα MIMO (Multiple Input Multiple Output) θαζψο επηηξέπεη ηελ αχμεζε ηνπ

SNIR ζην δέθηε γηα ην ίδην BER (Bit Error Rate) κε πξηλ ρσξίο ηελ αχμεζε ηεο ηζρχνο ζηνλ πνκπφ

Dousse, Baccelli, Thiran: “Impact of interferences on connectivity in ad hoc networks” ,IEEE/ACM Transactions on Networking, Febr. 2005

Remondo: “Tutorial on Wireless Ad Hoc Networks”, UPC, 2004

Kong, Yeh: “Connectivity and Latency in Large-Scale Wireless Networks with Unreliable Links”, IEEE 2008

Wang, Liu, Goeckel, Towsley, Westphal: “Connectivity in cooperative wireless ad hoc networks”, ACM 2008

Sivalingam, Ph.D. Professor, IIT Madras: “Mobile Ad Hoc Networks”

http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_ad_hoc_network

http://en.wikipedia.org/wiki/Mobile_ad_hoc_networks

http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_mesh_networks

http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_sensor_networks